UNIVERSIDAD NACIONAL DEL

ALTIPLANO
Facultad de Ciencias Agrarias
Escuela Profesional: Ing. Agroindustrial

INFORME DE LABORATORIO n° o1

Propiedades termodinámicas de la mezcla aire –

vapor de agua
PSICROMETRIA

ASIGNATURA : Ingeniería Agroindustrial III

PRESENTADO POR: R. Pelayo Añamuro Pampamallco
Paúl P. Montufar Canahua
Jhyno A. Rodriguez Mena
Rubén A. Vilca Ccasa

DOCENTE : Ing. Silvana L. Aguilar Tuesta

SEMESTRE : VIII

PUNO – PERÚ

2010
 PROPIEDADES TERMODINÁMICAS DE LA
MEZCLA AIRE – VAPOR DE AGUA

PSICROMETRIA

I. INTRODUCCION
Psicrometría es una palabra que impresiona, y se define como la medición del
contenido de humedad del aire. Ampliando la definición a términos más técnicos,
psicrometría es la ciencia que involucra las propiedades termodinámicas del aire
húmedo, y el efecto de la humedad atmosférica sobre los materiales y el confort
humano. Ampliando aún más, incluiríamos el método de controlar las propiedades
térmicas del aire húmedo. Lo anterior, se puede llevar a cabo a través del uso de
tablas psicrométricas o de la carta psicrométrica. Las tablas psicrométricas ofrecen
una gran precisión, ya que sus valores son de hasta cuatro decimales; sin embargo,
en la mayoría de los casos, no se requiere tanta precisión; y con el uso de la carta
psicrométrica, se puede ahorrar mucho tiempo y cálculos.

La siguiente práctica de psicrometría consiste en determinar experimentalmente las

propiedades físicos químicos del aire, realizados en el laboratorio de Ingenierías.

II. OBJETIVOS
OBJETIVOS GENERALES
♦ Realizar en forma práctica operaciones de acondicionamiento del aire y
reconocer los aspectos fundamentales del estudio de las propiedades
termodinámicas de psicrometría, presencia de humedad en el aire.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
♦ Determinar la humedad relativa, en la atmósfera, a condiciones
normales en puno mediante un psicrómetro de bulbo seco y bulbo húmedo.
♦ Determinar los valores de humedad absoluta, presiones parciales del
vapor de agua, presión parcial del aire seco y presión de saturación.
♦ Leer correctamente Diagramas psicrométricos.

III. FUNDAMENTO TEORICO

3.1. Tabla Psicrométrica
Una forma conveniente de relacionar las diversas propiedades asociadas con una
mezcla de vapor de agua y aire, es trazar estas cantidades en una tabla psicométrica
como se muestra en la figura 1, o bien (para presión atmosférica estándar) del
apéndice. Cualesquiera dos de las propiedades establecen un estado para el que las
otras propiedades se determinen. Como ejemplo, considere un estado A que se
localiza a especificar la temperatura del bulbo seco y la humedad relativa. La
temperatura del bulbo húmedo se leería como 1, la temperatura del punto de roció 2,
la entalpia en 3 y la relación de humedad en 4 (Potter y Scott, 2004)

Figura 1. Tabla psicométrica

PSICROMETRIA :
Es el estudio de las propiedades termodinámicas de los gases húmedos mientras que
humedad se refiere simplemente a la presencia de vapor de agua en el aire u otros
gases. Mucho del estudio de la mezcla de vapor con el aire seco se aplica también a
otros gases ya que las propiedades termodinámicas del vapor de agua son
aproximadamente independientes del gas de transporte. Además como la composición
del aire atmosférico es relativamente constante el aire seco como una masa
homogénea con peso molecular 28.96, el peso molecular del agua es 18.01.Análisis
de la composición del aire a nivel del mar.
Otra definición, la psicrometría es la parte de la Termodinámica que estudia las
propiedades de las mezclas gas-vapor. Para el secado de alimentos es de particular
interés estudiar las propiedades de la mezcla aire-vapor de agua.
Aunque es posible que el aire exista en estado líquido, se lo considera "el gas" porque
es esencialmente incondensable a las condiciones de temperatura y presión usadas
en el secado convencional.
Por el contrario, el agua puede existir en estado líquido y en estado vapor sin
necesidad de efectuar modificaciones drásticas en la temperatura y la presión.
Aire seco =====> no contiene vapor de agua.
Aire húmedo ==> sí contiene vapor de agua.
En muchas ocasiones conviene considerar al aire seco como si fuera un solo
componente. Entonces:
Aire húmedo = aire seco + vapor de agua
Esto facilita los cálculos y evita complicaciones innecesarias durante el análisis de
situaciones físicas que involucran el manejo y acondicionamiento del aire durante el
secado de alimentos (Tecante, 1992 )
3.2. Mezcla de vapor y gases
El aire es un mezcla de nitrigeno, oxigeno y argón (mas rastros de otros gases).
Cuando no se incluye vapor de agua, lo conocemos como aire seco. Si se incluye
vapor de agua, como el aire atmosférico, debemos tener el cuidado de considerarlo en
forma adecuada. A la temperatura atmosférica relativamente baja podemos tratar el
aire seco como un gas ideal con calores específicos constantes.
Se usan dos modelos para estudiar una mezcla de gases ideales. El modelo Amagat
trata cada componente como si existiera separadamente a la misma presión y la
temperatura de la mezcla, el volumen total es la suma de los dos volúmenes de los
componentes. En este caso usaremos el modelo de Dalton en el que cada
componente ocupa el mismo volumen y tiene la misma tem´peratura que la mezcla, la
presión total es la suma de las presiones componentes (llamadas presiones parciales).
Para el modelo de Dalton.

3.3. PUNTO DE ROCIO

El punto de rocío se define como: la temperatura debajo de la cual el vapor de agua en
el aire, comienza a condensarse. También es el punto de 100% de humedad. La
humedad relativa de una muestra de aire, puede determinarse por su punto de rocío.
Existen varios métodos para determinar la temperatura del punto de rocío. Un método
para determinar el punto de rocío con bastante precisión, es colocar un fluido volátil en
un recipiente de metal brillante; después, se agita el fluido con un aspirador de aire. Un
termómetro colocado dentro del fluido indicará la temperatura del fluido y del
recipiente. Mientras se está agitando, debe observarse cuidadosamente la
temperatura a la cual aparece una niebla por fuera del recipiente de metal. Esto indica
la temperatura del punto de rocío.
La niebla por fuera del recipiente, no es otra cosa que la humedad en el aire, que
comienza a condensarse sobre el mismo. No deben emplearse fluidos inflamables o
explosivos para esta prueba. Otro medio para determinar el punto de rocío
indirectamente, es con un instrumento llamado Psicrómetro, el cual se describirá más
adelante. Este metodo se basa en las temperaturas de "bulbo húmedo" y la de "bulbo
seco", las cuales también se definirán más adelante. Durante la temporada de
invierno, una ventana ofrece un buen ejemplo del punto de rocío.
3.4. RELACION DE HUMEDAD (PPMw)
Es la relacion entre la masa de vapor de agua y el aire seco . Para calcular este
valor se multiplica la relacion de volumen por los pesos moleculares.
W = ( Mw/ Md) = ( 18.01*Pw )/ ( 28.96* Pd )
Por ejemplo se podrá combinar la relacion de volumen con la lectura de un
caudalimetro para calcular la masa de vapor de agua que fluye por un conducto
por unidad de tiempo
PRESION PARCIAL :
Las leyes de los gases dicen que la presión total de una mezcla de gases es
igual a la suma de las presiones parciales de los gases constituyentes.
también, la relacion de los volúmenes son iguales a las relaciones de sus
Presiones parciales. Por ejemplo : la presión atmosférica es la suma de las
presiones parciales del aire seco y el vapor de agua.
PAtm. = P = Paire + P agua
PRESION DE VAPOR DE AGUA
Cuando la mezcla de aire y vapor de agua esta en equilibrio con el agua liquida
o el hielo se considera que esta saturada (100% de humedad) El valor de la
presión en ese caso es la presión de vapor de agua. La presión de vapor de
agua sobre el hielo para el rango de temperaturas que va desde 0°C hasta –
100°C( en grados Fahreint)

Ln(P ws) = ( C1 /T) + C2 + C3 + (C4 * T2 ) +( C5 * T3 ) + ( C6 *T4 )+ ( C7 * Ln(T)

Donde las constantes toman los siguientes valores :
C1 -1.0214165 E +04 C5 3.5575832 E-10
C2 -4.8932428 E+00 C6 -9.0344688 E-14
C3 -5.3765794 E –03 C7 4.1635019 E+00
C4 1.9202377 E-07
La presión de saturación sobre el agua liquida para el rango de temperaturas
desde 0°C hasta 200°C( en grados Fahrenheit) esta dado por :
 Ln (Pws) ( C8 / T) + C9 +(C10 *T ) + (C11* T2) + ( C12 * T3) +( C13 *Ln(T))
Donde las constantes toman los siguientes valores :
C8 -1.0440397 E +04 C11 1.2890360 E-05
C9 -1.1294850 E+01 C12 -2.4780681 E-09
C10 -2.70223555 E –02 C13 6.5459673 E+00

HUMEDAD RELATIVA
Es la relacion entre la presión parcial de vapor sobre la presión de saturación
del vapor a la temperatura de bulbo seco.
RH = Pws (Tseco) / Pws( T)
Donde el numerador Pws (Tseco) es la presión de saturación e en el punto de
rocío y el denominador Pws( T) es la presión de saturación a la temperatura de
bulbo seco . La humedad relativa es dependiente de la temperatura y el
contenido de agua pero independiente de la presión total.
La medición de la humedad relativa consiste en la relacion entre la presión
parcial del vapor de agua en el gas de que se trate y la presión de saturación
del vapor , a una temperatura dada. Por lo tanto la humedad relativa es
función de la temperatura. La medición es expresada como un porcentaje . La
humedad relativa es un parámetro utilizado principalmente en aplicaciones de
acondicionamiento de aire o mediciones metereologicas ya que afectan al
confort humano .La medición de la Humedad relativa puede hacerse con
sensores basados en : psicometría , desplazamiento , resistivos ,capacitivos
,etc.

TEMPERATURA DE BULBO SECO :

El confort humano y la salud, dependen grandemente de la temperatura del aire. En el
acondicionamiento de aire, la temperatura del aire indicada es normalmente la
temperatura de «bulbo seco» (bs), tomada con el elemento sensor del termómetro en
una condición seca.
Es la temperatura medida por termómetros ordinarios en casa. Hasta este punto, todas
las temperaturas a que nos hemos referido han sido temperaturas de bulbo seco, tal
como se leen en un termómetro ordinario, excepto donde los hemos referido
específicamente a la temperatura del punto de rocío.

TEMPERATURA DE BULBO HUMEDO :

Básicamente, un termómetro de bulbo húmedo no es diferente de un termómetro
ordinario, excepto que tiene una pequeña mecha o pedazo de tela alrededor del bulbo.
Si esta mecha se humedece con agua limpia, la evaporación de esta agua disminuirá
la lectura (temperatura) del termómetro. Esta temperatura se conoce como de «bulbo
húmedo» (bh). Si el aire estuviese saturado con humedad (100% hr), la lectura de la
temperatura en el termómetro de bulbo húmedo, sería la misma que la del termómetro
de bulbo seco. Sin embargo, la hr normalmente es menor de 100% y el aire está
parcialmente seco, por lo que algo de la humedad de la mecha se evapora hacia el
aire. Esta evaporación de la humedad de la mecha, provoca que la mecha y el bulbo
del termómetro se enfríen, provocando una temperatura más baja que la del bulbo
seco. Mientras más seco esté el aire, más rápida será la evaporación de la humedad
de la mecha. Así que, la lectura de la temperatura del bulbo húmedo, varía de acuerdo
a qué tan seco esté el aire.

HUMEDAD ABSOLUTA
El término "humedad absoluta" (ha), se refiere al peso del vapor de agua por unidad
de volumen. Esta unidad de volumen, generalmente es un espacio de un metro cúbico
(o un pie cúbico). En este espacio, normalmente hay aire también, aunque no
necesariamente. La humedad relativa está basada en la humedad absoluta, bajo las
condiciones establecidas; es decir, la humedad relativa es una comparación con la
humedad absoluta a la misma temperatura, si el vapor de agua está saturado.
Tanto la humedad absoluta, como la relativa, están basadas en el peso del vapor de
agua en un volumen dado.

ENTALPÍA DE LAS MEZCLAS DE AIRE Y VAPOR DE AGUA

Se han mencionado los efectos de aumentar y disminuir la temperatura, para lo cual
hay que agregar o quitar calor. Ahora debemos ver cuánto calor hay que agregar o
quitar, para efectuar los cambios que hemos estado estudiando. De la misma manera
que es necesario saber cuánta humedad y aire hay en las diferentes mezclas, también
es necesario conocer cuánto calentamiento o enfriamiento se requiere, para hacer
cambios en la condición de las mezclas de aire y humedad. Esto es tan cierto para las
temperaturas en refrigeración (conservación y congelación), como lo es para las
temperaturas del aire acondicionado para el confort humano.

ENTALPIA ESPECÍFICA: (He)

Es la suma de calor sensible de 1 Kg. De gas y el calor latente de vaporización
del vapor que contiene a la temperatura que se refieran las entalpias :
He = C ( t – t0 ) + Y
Para el caso del aire humedo :
He = ( 0.24 + 0.046 Y ) t + (597.2 * Y ) Kcal/Kg
PSICROMETRIA DE BULBO HUMEDO/BULBO SECO.
La psicometría desde hace un tiempo es uno de los métodos más populares
para el monitoreo de la humedad. Un psicrómetro consta de un par de
termómetros acoplados, uno de los cuales opera en estado húmedo. Cuando el
dispositivo funciona la evaporación del agua enfria el termómetro humedecido,
resultando un diferencia medidle con la temperatura ambiente o la temperatura
de bulbo seco. Cuando el bulbo húmedo alcanza su máxima caída de
temperatura la humedad puede determinarse comparando la temperatura de
los dos termómetros en un Diagrama Psicrometrica

IV. MATERIALES:
 Psicrómetro
 Secador de aire caliente
 Resistencias
 Termómetros
 Recipiente
 Agua
 Cronometro
 Trípode
 Cocinilla
 Matraz
V. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
Consiste en medir temperaturas del bulbo seco y húmedo, para cada una de las
siguientes funciones:
a) Aire ambiental, se prende solo el ventilador; para el bulbo húmedo mojar una
pequeña porción de algodón y cubrir uno de los termistores, mientras tanto
para determinar la temperatura del bulbo seco medir directamente la
temperatura.
b) Aire calentado, se prende las resistencias y el aire se calienta cuando se
circula a través de un juego de resistencias.
c) Aire humificado, se conseguí cuando el aire calentado anteriormente se pone
en contacto con una superficie liquida. Para lo cual colocamos una cierta
cantidad de agua en un recipiente, en contacto con el flujo de aire caliente y se
medirá la cantidad de agua antes y después de la prueba.

1. Verificar el estado de los termistores , y mojar una pequeña porción de

algodón y cubrir uno de los termistores
2. Conectar los bornes del motor del ventilador del psicrómetro a la batería de
12 V.
3. Instalar el yute en el ducto de entrada del psicrómetro.
4. Dejar que se estabilice el régimen de trabajo del ventilador del psicrómetro
un promedio de 5 minutos.
5. Tomar los valores de las resistencias que consigna cada termistor y
compararlos con las curvas patrones del psicrómetro.
6. Tomar tres valores y sacar un promedio.
7. Realizar los 05 Ensayos y llenar el siguiente cuadro:

VI. CÁLCULOS Y RESULTADOS

CUADRO N° 1. Datos obtenidos en el laboratorio, a 63kPa de presión.

condiciones normales aire caliente(con re aire caliente (con
de aire sistencia) secadora) aire humidificado
Tbs Tbh Tbs Tbh Tbs Tbh Tbs Tbh
°C °K °C °K °C °K °C °K °C °K °C °K °C °K °C °K
21 294.15 13 286.15 51 324.15 21 294.15 46 319.15 20 293.15 33 306.15 26 299.15
FUENTE: propia

En base a los valores obtenidos en el cuadro 1, se confeccionaran cuadros de

resultados experimentales con la carta psicométrica analíticamente obtenemos los
siguientes resultados.
a) Humedad relativa del aire obtenidos de la carta psicrométrica:
condiciones aire caliente (con aire caliente (con
aire humidificado
normales del aire resistencia) secadora)
HR (%) HR (%) HR (%) HR (%)
40 5 8 57.5
Temperatura de Temperatura de Temperatura de Temperatura de
rocío rocío rocío rocío
6.6 -1 1 23.5

b) Humedad absoluta:
La humedad absoluta se calcula con la siguiente ecuación:
18  Pv 
H = x 
29  P − Pv 
Pv es obtenida de acuerdo a la t° de rocío de la carta psicrométrica.
Utilizando además Presión a nivel del mar: 101.325kPa
condiciones aire caliente (con aire caliente (con
aire humidificado
normales del aire resistencia) secadora)
Humedad Humedad Humedad
Humedad absoluta
absoluta absoluta absoluta
5.999E-3 3-51E-3 4.007E-3 0.0183

c) Humedad absoluta de saturación:

 * 
18  Pv 
Hs = x
29  P − Pv
* 

 
Pv* :es la presión de vapor de agua pura a la temperatura del aire húmedo.
condiciones aire caliente (con aire caliente (con
aire humidificado
normales del aire resistencia) secadora)
Humedad Humedad Humedad
Humedad absoluta
absoluta de absoluta de absoluta de
de saturación
saturación saturación saturación
9.297E-3 0.015 0.014 0.021

d) Presión parcial de vapor de agua

Pv = PvsxTbh −
( P − PvsTbh )( Tbs − Tbh)
1555.56 − 0.722 xTbh
condiciones aire caliente (con aire caliente (con
aire humidificado
normales del aire resistencia) secadora)
 Presión parcial de Presión parcial de Presión parcial de Presión parcial de
vapor de agua vapor de agua vapor de agua vapor de agua
427.77452 722.356504 683.176469 1004.63208

e) Presión parcial de aire seco

Presión parcial de Puno: P=63.99kpa
P = Patm = Paire + Pagua = 63 .99 kPa

VII. CONCLUSIONES
• La Humedad Relativa es dependiente de las condiciones del aire, en aires
humidificados la HR es alta, mientras tanto cuando el aire es sometido al calor
seco la HR es baja.

• La humedad relativa en Puno, en este caso en el laboratorio de ingeniería

agroindustrial III a condiciones normales es de 40%, debido a la presencia de
la respiración de todos los estudiantes que asistimos a la práctica.

• Se determinó los valores de humedad absoluta, presiones parciales del vapor

de agua y presión parcial del aire seco donde se obtuvo valores altos de
presión, en las que los valores de presión de saturación no serían las
correctas.

• Se aprendió a leer correctamente la carta psicrométrica, para hallar los valores

de temperatura de punto de rocío y las humedades relativas correspondientes
de las diferentes condiciones a las que se midió las temperaturas de bulbo
seco y bulbo húmedo.

VIII. BIBLIOGRAFÍA :

- Merle C. Potter, Claime P. Scott, 2004. Termodinámica. Thomson Ediciones

S.A. Madrid - España.
- MANUAL TECNICO VALYCONTROL. S.A. DE C.V.
- A. TECANTE. 1992. FUNDAMENTOS DE SECADO, EXTRACCION
SOLIDO LIQUIDO Y DESTILACION
- Robert Guevara.Apuntes del Curso de Laboratorio de Energia I.
- Daniel Herencia : Refrigeración y Aire acondicionado
- Calderón Torres . Apuntes del Curso de Termodinámica II.
- Giovanni Zucchi . Apuntes del Curso de Termodinámica.